Plazmonik DNA Origami Nanoantenleri Tarafından Sağlanan Tek Moleküllü Yüzey Geliştirilmiş Raman Saçılma Ölçümleri

Araştırmamız, yüzeyle geliştirilmiş Raman saçılması veya kaynağı ile tek molekülleri tespit etmek için yeni araçlar geliştirmeyi amaçlamaktadır. Bu, bir molekülün kimyasal parmak izini sağlayan ve tek molekülleri tespit edecek kadar hassas olan tek tekniktir. Bu sayede kimyasal reaksiyonlar hakkında detaylı mekanik bilgiler elde edilebilir.

DNA origami nanoyapıları, hem plazmonik nanopartikülleri hem de hedef molekülleri hassas bir şekilde konumlandırmak için kullanılmıştır. Ve bu gereklidir, çünkü gelişmiş Raman saçılması, sıcak noktalar dediğimiz nanopartiküller arasındaki küçük bir nanometrik hacimden kaynaklanmaktadır. Ve şimdi tam da bu amaç için yeni plazmonik DNA origami nanoanteni yarattık.

Asıl zorluk, hedef molekülleri iki nanopartikül arasındaki bu tür sıcak noktalara yerleştirmek ve tam olarak bir nanoanten yapısından Raman verilerini toplamaktır. Büyük miktarda veri toplamak ve atomik kuvvet mikroskobu arasında etkili bir korelasyon sağlamak için bir Raman spektroskopisi yapılması gerekir. Plazmonik DNA origami nanoantenleri, hedef molekülün sıcak noktadaki nanopartiküller arasında tam olarak konumlandırıldığı çok sayıda plazmonik dimerin tekrarlanabilir bir üretimine izin verir.

AFM ve Raman verilerinin korelasyonu sayesinde, artık tespit edilen tek bir molekül olduğundan emin olabiliriz. Artık boya molekülleri veya proteinler gibi tek molekülleri gerçek zamanlı olarak izleyebilir ve sıcak noktalardaki davranışlarını ve ortamdaki kimyasal değişikliklere tepkilerini izleyebiliriz. Örneğin, tek insan moleküllerinin spin durumunun değişimi yakın zamanda izlendi.

Gelecekte, kimyasal reaksiyonları tek moleküler düzeyde izlemeyi ve reaksiyon mekanizmalarını incelemeyi amaçlıyoruz. Ek olarak, bu teknolojiyi tıbbi olarak ilgili biyomolekülleri çok yüksek hassasiyetle tespit etmek için kullanabiliriz.